Излучение атмосферы

Излучение атмосферы имеет более сложный характер, чем излу­чение земной поверхности. Во-первых, по закону Кирхгофа энергию излучают лишь те газы, которые ее поглощают: водяной пар, угле­кислый газ и озон. Во-вторых, излучение (как и поглощение) каж­дого из этих газов носит сложный избирательный (селективный) ха­рактер.

Кроме основных поглощающих инфракрасную радиацию газов (Н₂О, СО₂ и О₃), в атмосфере содержится ряд других газов, имею­щих полосы поглощения в инфракрасной области. Это всевозмож­ные окислы азота (NO, N₂0, N₂O₄, N₂O₅), ряд углеводородных сое­динений (С₂Н₄, СН₄) и др. Однако ввиду ничтожного содержания этих газов в атмосфере поглощение и излучение ими длинноволно­вой радиации практического значения не имеют.

Наиболее широкими и интенсивными полосами поглощения в инфракрасной области спектра обладает водяной пар. Значения массового показателя поглощения радиации α_λ водяным паром в различных спектральных интервалах длин волн приведены в табл.

Кроме водяного пара, играющего основную роль в поглощении инфракрасного излучения в атмосфере, определенное влияние на потоки радиации оказывают углекислый газ и озон. Приведем значения объемного коэффициента поглощения углекислого газа α_λ ρ (р — плотность воздуха при нормальных температуре и давлении):

Как показывают эти данные, в области атмосферного окна угле­кислый газ также очень слабо поглощает радиацию. Наибольшее значение имеет полоса поглощения 12,9—17,1 мкм, где энергия из­лучения Земли все еще велика.

Озон имеет несколько полос поглощения в инфракрасной облас­ти. Однако практический интерес представляет полоса озона, центр которой приходится на длину волны 9,65 мкм, так как она располо­жена в области атмосферного окна. Все другие полосы поглощения озона перекрываются полосами поглощения водяного пара и угле­кислого газа.